高中化學第三章第一節(jié)鐵及其化合物教案新人教版必修第一冊

1、第一節(jié)鐵及其化合物明確學習目標1.了解單質(zhì)鐵的還原性，一定條件下能與非金屬單質(zhì)、酸和某些鹽反應，初步學會根據(jù)鐵與水蒸氣反應的原理設計實驗裝置。2. 了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應用。3.掌握Fe2+、Fe”的檢驗方法及其相互轉(zhuǎn)化。4.了解Fe(OH”、Fe(OH)3的制備方法。學生自主學習S鐵的單質(zhì)1 .鐵在地殼中含量僅次于口 01氧、理硅禾口也3鋁,居第由4四位,主要以C05+2價和06+3價 化合物形式存在。2 .鐵單質(zhì)的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：銀白色金屬，導電、導熱性好，能被磁鐵吸引。(2)化學，f質(zhì)(寫出反應的化學方程式)與 C12 反應：072Fe+3Cl2=2FeCl3o點燃與 Q反

2、應：083Fe+2C2=Fe3O4o與稀 H2SC反應：°9Fe+h2S(C=FeS(4H H4。與 CuSC溶液反應：°Fe+CuSC=FeSa Cu。(3)鐵與水蒸氣反應的實驗探究Fe( OH),操作溶液-“SO溶液現(xiàn)象產(chǎn)牛皿電絮狀沉淀迅速變?yōu)?血灰綠色，最終變?yōu)閳@紅褐色NaOH溶液.國生成紅褐色沉淀化學方程式|20lFeS(), + 2Na()H =Fe(OH)2 1加 FMOH 1 + (L+2HJ)1 Ee(OH),畫 FeC、+3"OHFe(OH). i I3NaCl雪鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四鈍化三鐵L化學式 EFe

3、() 幽FeC 畫俗名一一鐵紅 磁性氧化鐵鐵的化合價胭+2位+ 3翩十2、十3名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵顏色及狀態(tài)貶黑色粉末面紅及色粉末血黑色晶體氧化物類別咽堿性氧化物了堿性 氧化物復雜氧化物與鹽酸反應的離子方程式ElFc(J+2H Fc" +14三()、EFe2O3+6H+-2Fes+3H2().Fe3()4 +8H+2Fe3+ +Fei+ +4HZO2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備-14 -操作現(xiàn)象化學方程式()11)、nOHq溶液！溶液、!產(chǎn)生國白色絮狀沉淀,迅速變?yōu)?回灰綠色，最終變?yōu)闊熂t褐色國 FeSO1 +2Na)H Fc()H)2 Q +N&S。

4、,4Fe( 'HI(K+2HJ)4Fc(OH)Fe(OH)3NaOH溶液FT，溶液HI生成紅褐色沉淀口 F-3NwOHFe(OII), 1 I3NaCl(2)化學性質(zhì)Fe(OH).穩(wěn)定性不穩(wěn)定,易被。氧化成 圜紅褐色的FKOH3不穩(wěn)定、受熱易分解: 國 2Fe ( OH )3 =FeOj +3凡 +年鹽酸反應(離子方程式)國 Fe (OH )2 + 2H 十+2H,OFe(OH). I 3H十Fe3+ +3H.O即鐵鹽和亞鐵鹽1.鐵鹽和亞鐵鹽(1)Fe 3+的檢驗方法KSCNFe3+> 溶液呈里紅色 2(2)Fe 的檢驗萬法KSCN氯水Fe2+ > 溶液顏色無變化>

5、溶液變成型紅色(3)Fe 2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化實驗及現(xiàn)象出瓜/鐵粉KSCN/；1臍液取上層清液 溶液顏色變化：由黃色-口 03淺綠色-國4無明顯變化-N5紅色。反應的離子方程式062Fe3+ + Fe=3F(e+,072Fe2+ + Cl 2=2F3+ + 2Cl。結(jié)論鐵等強還原劑L一3+L一2+FeFe 。氯氣等強氧化劑!問題探究|1.怎么除去FeCl2溶液中的少量Fe"?從中你得出一個什么樣的結(jié)論？提示：加足量的鐵粉振蕩、靜置、過濾，其反應的離子方程式為：2Fe3+ Fe=3Fe+。由此可知：含同一元素的不同價態(tài)的物質(zhì)反應時，生成含該元素中間價態(tài)的物質(zhì)，如：C+局溫CO=2CO2

6、.Fe(OH)2很容易被空氣中的氧氣氧化，在制備Fe(OH)2時應如何防止Fe(OH)2被氧化?提示：隔絕空氣；排除溶液中溶解的Q。3 .除了上述檢驗Fe"、Fe”的方法外，你還知道其他區(qū)別二者的方法嗎？提示：觀察法溶液呈淺綠色f F/一觀察溶液顏色一溶液呈黃色/F/+強氧化劑法加酸性KMnO.i廠褪色fFe"溶液(或糜水)J不褪包f F4+4 .如何證明含有Fe3+的溶液中是否含有 Fe2 ?提示：由于溶液中含有 Fe",利用NaOH§液或KSCN§液都無法證明溶液中是否含有 Fe2 十 ,可以利用Fe2+的還原性，向溶液中加入酸性 KMnO

7、溶液，溶液紫色褪去證明溶液中含有Fe2課堂互動探究知識點一鐵的單質(zhì)«重點講解8(1)鐵位于金屬活動性順序表中氫原子之前，因此可以與酸反應置換出Hk,生成Fe"。(2)鐵在純氧中燃燒、鐵在高溫下與水蒸氣反應生成的是F&Q, Fe3Q中有2個+ 3價鐵和一個+ 2價鐵。舉一反三81下列有關鐵與水反應的說法中正確的是()A.在任何條件下，鐵與水均能發(fā)生反應B.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和氫氣C.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和氫氣D.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣批注點撥只在高溫下與水蒸氣反應下列有關鐵與水反應的說法中正確的是;()A.在任何條

8、件下，鐵與水均能發(fā)生反應j Fo。1 B.在高溫時王馬永費江反啟星晟瓦置花鐵和氫氣t | c.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧龍鐵布耋瓦”: D在高溫時,鐵與水蒸氣反應生成四氧化=鐵和室氣解析高溫時，鐵與水蒸氣反應生成 F&Q和Ha。答案D練1 一定條件下，等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣充分反應，則在相同的條件 下產(chǎn)生氫氣的體積比是()A.1 ： 1B. 4 ： 3C.2 ： 3D, 3 ： 4答案 D局溫解析 根據(jù) Fe+ 2HCl=FeCb+ H2 T、3Fe+ 4HO(g)=Fe3Q+ 4H2 可知，1 mol Fe 與足量鹽酸反應生成1 mol H 2,1 mol Fe與足量水

9、蒸氣反應生成 (mol H 2,故相同條件下產(chǎn)生 Hz的 3體積比是3 : 4。練2鐵是一種化學性質(zhì)比較活潑的金屬，在一定條件下能與多種物質(zhì)發(fā)生化學反應。試仿照圖中實例在方框內(nèi)填寫物質(zhì)的化學式并書寫化學方程式(要求：所填寫的反應物不屬于同一類物質(zhì)，生成物必須填寫鐵的化合物)。Fe5()4(1)反應的化學方程式為： 。(2)反應的化學方程式為：。(3)反應的化學方程式為： 。答案 A. H2O B. Fe3Q C. HCl D. FeCl2E.CuSO F. FeSO(答案合理即可)局溫(1)3Fe +4H2O(g)=F&Q +4H2(2)Fe + 2HCl=FeCl2+ 凡 T(3)F

10、e + CuSO=FeSO+ Cu解析 金屬鐵可以與非金屬單質(zhì)(O2等)、水蒸氣、酸(鹽酸、硫酸等)以及鹽(CuSQ、AgNO 等)發(fā)生反應。方法規(guī)律 單質(zhì)鐵與強氧化劑生成+ 3價鐵的化合物；與弱氧化劑生成+2價鐵的化合物。知識點二鐵的氧化物和氫氧化物公重點講解85 .鐵的氧化物都是不溶于水的化合物，其中FeO在空氣中加熱能迅速轉(zhuǎn)化為具有磁性的化合物Fe3O4; Fe。Fe2c3都是堿性氧化物；FeQ FeQ、Fe3O4都能與酸反應，也都能與 Hb、CO 等反應(表現(xiàn)其氧化性)，如工業(yè)上利用 FezQ、Fe3O4與CO反應制備重要的金屬材料鐵。6 .制備Fe(OH)2的注意事項(1)Fe 2+

11、極易被氧化，所以 FeSO溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)為了防止Fe2+被氧化，配制FeSO溶液的蒸儲水和 NaOH§液要煮沸，盡可能除去Q; 還可以向盛有FeSO溶液的試管中加入一層植物油或其他密度小于水而不溶于水的有機物，以隔絕空氣。(3)為了防止滴加NaOH時帶入空氣，可將吸有NaOHm的長滴管伸入 FeSO溶液的液面下，再擠出 NaOH§液。舉一反三2某學生設計了一個制取氫氧化亞鐵的實驗方案，實驗裝置如圖所示。B稀硫酸、 濾布鐵粉，液體石蠟NaOH溶液(1)在試管B中加入NaO哈液，加熱煮沸12 min立即加入2 mL液體石蠟，該操作的 目的是。(2)在具支試管A中加入稀硫

12、酸和略微過量的鐵粉，試分析鐵粉過量的原因：(3)連接好導管，同時打開活塞，當鐵粉與稀硫酸反應平穩(wěn)時，關閉活塞，這時試管A中的現(xiàn)象是 ,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是 。試管B中的現(xiàn)象是(4)若試管B中生成的氫氧化亞鐵遇到空氣，發(fā)生反應的化學方程式為批注點撥rfl+Fe (OH) 口能迅速與02反應生成F巳(OH)3 ,所 以制備Fp(OH)2時要創(chuàng).一個無氧氣的環(huán)境.某學生設計一個制取氫毓化亞鐵的實驗方案,實 驗裝置如圖所示.稀硫酸七上 濾布二 鐵粉防止空氣中的0工進* 入MOH溶液,液體石蠟 11-5"匕/NhOH溶液才趕凈溶液中 ；B的溶解的Q"Y(D在試管B中加入Na()H溶液，

13、加熱煮沸12 min立 即加入2 mL液體蟲情，讀操作的目的是一一一”:(2)在具支試管A中加入稀硫酸和略微過量的鐵粉，成 分析鐵粉過量的原因：(3)連接好導管，同時打開.活塞，當鐵粉與稀硫酸反應平 穩(wěn)時，關閉活塞，這時試管天,面或衰顯!:產(chǎn)圣鉉或秦而原百接二,試管B中的現(xiàn)象是: Q,(4)若試管B中生成的氫氧化亞鐵遇到空氣，發(fā)生反應， 的化學方程式為 0 ,產(chǎn)生的也不再逸出，便裝笆a中的壓強大r大氣壓，把一：生成的FeSCh溶液壓人到逆0H溶液反應生成Fe(O嘰讓鐵號SO1反應產(chǎn)生FeSO；的同時也讓產(chǎn)生的兒把整個， 裝置中的空氣排凈，同時讓生成的FeSH)存在于一個二 氧氣的環(huán)境中解析氫氧

14、化亞鐵不穩(wěn)定，容易被氧化為氫氧化鐵，因此在制備過程中應避免其與空 氣中的氧氣接觸。答案(1)除去溶解在NaOH§液中的02,并防止02再進入溶液(2)保證溶液中不存在Fe" (3)溶液經(jīng)導管進入試管B生成的 代使試管A、B內(nèi)產(chǎn)生了壓強差產(chǎn)生白色沉淀(4)4Fe(OH) 2+02+2HO=4Fe(OH)練3指南針是我國古代四大發(fā)明之一，制造指南針的磁性物質(zhì)是()A.FeOB. Fe2O3D. FeC. Fe3Q答案 C解析 Fe3Q具有磁性，俗稱磁性氧化鐵；鐵是能被磁化的物質(zhì)，本身沒有磁性。練4用不含F(xiàn)e3+的FeSO溶液與用不含 02的蒸儲水配制的 NaOH§液反

15、應來制備 Fe(OH)2。(1)除去蒸儲水中溶解的 02常采用 的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含02的NaOH§液，插入FeSO溶液液面下，再擠出 NaOH§液。這樣操彳的理由是 。答案(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸Q解析根據(jù)FeSO具有易被氧化的特點，蒸儲水中若溶有Q,則會加速Fe(OH)2氧化，因 此可采用煮沸法除去 Q。為避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸Q,可用長滴管吸取不含 Q的NaOH 溶液，插入FeSO溶液液面下，再擠出 NaOHB液方可達到目的。方法規(guī)律 (1)Fe 3。有固定的組成，屬于純凈物，不是混合物，由

16、于其與非氧化性酸反 應生成鐵鹽和亞鐵鹽，故不屬于堿性氧化物。(2)Fe 3。可看成FeO- FezQ,所以在書寫其與鹽酸的反應方程式時可看成等物質(zhì)的量的 FeQ FQ分別與鹽酸反應，然后把兩個反應相加。(3)制備Fe(OH)2的反應原理是利用可溶性的亞鐵鹽溶液與堿反應，制備過程中要在一個無氧環(huán)境中進行。知識點三鐵鹽和亞鐵鹽重點講解61.Fe2+、Fe3+的檢驗方法(1)Fe 3+的檢驗方法NaOH 產(chǎn)生紅褐色沉淀-含有FeHKSCN 溶液呈紅色一 含有Fe3+(2)Fe 2+的檢驗方法未知溶液NaOH 一產(chǎn)生白色沉淀，然后迅速變?yōu)榛揖G "色，最后變成紅褐色一 含有Fe2+KA .溶液

17、不變紅更主溶液呈紅色一含有Fe*2.Fe、Fe2+、Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化關系鐵元素有三種價態(tài)：。價、+ 2價和+ 3價，這三種價態(tài)的鐵在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化, 我們稱之為“鐵三角”：力卜H僅有還原性）（既有氧化性' 又有還原性）II （h. MnO,、（僅仃氧化性）0如：(1)Fe僅有還原性Fe+ Cif =F+ Cu2+Fe+2H =HT + Fe2Fe+ 3Cl2=2FeCl3局溫3Fe+ 4H2O(g)=Fe3Q+ 4H2+2(2)Fe既有氧化性又有還原性4Fe(OH)2+ Q+ 2H2O=4Fe(OH)2Fe2 + + Cl 2=2F(T+2ClZn+ Fe2 =Fe+ Zn

18、2FeO l-2=Fe+ H2O+ 3(3)Fe僅有氧化性2Fe3 + +Fe=3F(5+昌溫3CO FezQ=2Fe+ 3CO口舉一反三初3要證明某溶?中不含 Fe3 +而可能含F(xiàn)e，有如下實驗操作：加足量新制氯水加足量酸性KMnO§液加少量KSCN§液，則最佳順序是()A.B.C.D.批注點撥解析 檢驗的原理是Fe3+遇SCN顯紅色，而Fe2+遇SCN不顯紅色。加入 KSCM§液不 顯紅色證明無Fe3 +,再加新制氯水，如有 Fe2+則可被氧化為Fe3+,遇SCN顯紅色。酸性KMnO 溶液也能氧化Fe2+,但因其本身呈紫色，使 Fe3+與SCN的反應現(xiàn)象不明顯

19、，因此不選用酸性 KMnOO。答案C練5鐵有+ 2價和+ 3價兩種價態(tài)，下列有關反應中不涉及鐵元素價態(tài)變化的是()A.用鐵粉除去氯化亞鐵溶液中的少許氯化鐵雜質(zhì)B.鐵在氧氣中燃燒，其產(chǎn)物溶于鹽酸中可得到兩種鹽C.氫氧化亞鐵是白色固體，在空氣中迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色D.氫氧化鐵受熱分解答案 D 解析 2Fe(OH)3=Fe2Q+ 3屋O中化合價沒有發(fā)生變價。練6只用一種試劑就可將 AgNQ KSCN稀H2SQ、NaOH9種無色溶液區(qū)分開，該試 劑是()A.BaCl2溶液B. CuCl2溶液C.FeCl3溶液D. FeCl2溶液答案 C解析 氯化鋼不能鑒別 KSC用口氫氧化鈉，氯化銅不能區(qū)分

20、KSCN稀硫酸，氯化亞鐵不能鑒別KSC明口稀硫酸。方法規(guī)律 (1)Fe 3+呈黃色，F(xiàn)e2+呈淺綠色，可作為推斷題的突破口，但一般不用于離子 的檢驗。(2)Fe 3+與SCN作用后的“溶液”顯紅色，注意并不生成沉淀。(3)在檢驗時一定要考慮 Fe"、Fe”的相互干擾，如檢驗 Fe3+中是否混有Fe2+,不能用 Cl2和 KSCNO、NaOHO等。(4)Fe3+能被Fe、Cu、等還原為Fe",Fe"能被CMH2Q、Mn等氧化為Fe-。利用此類轉(zhuǎn)化可以去除 Fe"中混有的Fe2+, Fe2+中混有的Fe",但注意不要引入新的雜質(zhì)。(5)氧化性強弱順

21、序：Fe3+ >ClT >Fe2+。知識拓展(1)Fe 2+與&Fe(CN) 6溶液產(chǎn)生藍色沉淀，所以可以用K3Fe(CN) 6溶液檢驗Fe2+的存在(尤其是Fe3+溶液中是否含F(xiàn)e2+)。(2)Fe 3+可以氧化(“腐蝕” )Cu 生成 Fe"和 Cu2+,即：2Fe3+ Cu=2F(e+ Cu2+o 工業(yè)上 用FeCl3溶液作為“腐蝕液”制造印刷電路板等。本課歸納總結(jié)1 .FeO、FezQ、Fe3O4均能與酸反應生成鹽和水。其中Fe?Q溶于酸反應的離子方程式為Fe2O3+ 6HI+ =2F(3+ 3H.OO2 .在含F(xiàn)e2+的溶液中加入堿溶液時，生成白色絮狀沉

22、淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅 褐色。離子方程式為 Fe2+ + 2OH =Fe(OH> J ,4Fe(OH)2+ C2+ 2HO=4Fe(OH)。實驗室制備Fe(OH)2時要在一個無氧環(huán)境中進行。3 .Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性堿，F(xiàn)e(OH)3受熱分解生成紅棕色的 FezQ。4 .Fe3+遇到SCN時溶液變成紅色，利用這一反應可檢驗Fe3+的存在。5 .Fe2+與Fe3+在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化， Fe"遇到Fe、Cu等可被還原為Fe2 , Fe2+遇 到氯水、濱水、雙氧水、酸TKMnO溶液等可被氧化為 Fe"。離子方程式如下：2Fe" +

23、 Fe=3F（2 + , 2Fe3 +Cu=2F（2+ + Ci2+, 2Fe2+ Cl 2=2F3+ 2CP o學習效果檢測1 .下列物質(zhì)反應后一定有+ 3價鐵生成的是（）過量的Fe與Cl 2反應 Fe與過量稀H2SQ反應后，再向其中加入新制氯水Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A.B.C.D.全部答案 C解析 中的Cl2氧化性強，它能將鐵氧化為+ 3價，由于不是在溶液中反應，因此過量的鐵不會將氯化鐵還原；中Fe與稀H2SO反應只能生成Fe",但加入新制氯水后，氯水中的氯分子能將Fe2+氧化成Fe3+;中未給出反應物間相對量的關系，若鐵是足量的，則能將生 成的FeCl3全部還原為F

24、eC® 若鐵是不足的，則溶液中可能存在Fe3+O2 .下列說法正確的是（）A.赤鐵礦的主要成分是 FesQB.FezQ為堿性氧化物，可與水反應生成Fe（OH）3C.鐵銹的主要成分是 Fe2O3D.Fe3Q中鐵元素有+ 2價和+3價，F(xiàn)e3Q是混合物答案 C解析 赤鐵礦、鐵銹的主要成分是FezQ, A錯誤，C正確；FeQ為堿性氧化物，但不與水反應，B錯誤；Fe3Q為純凈物，不是混合物，D錯誤。3.用足量的CO還原32.0 g某種氧化物，將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到60 g沉淀，則該氧化物是（）A.FeOB. FezQC. CuOD. Fe3O4答案 B解析 由生成CaCO6

25、0 g可得生成的氣體 CO及反應掉的CO為0.6 mol ,即32 g金屬 氧化物中含氧原子為 0.6 mol,氧元素的質(zhì)量為 9.6 g,則氧化物中金屬元素的質(zhì)量為22.4 g,一一 一,22.47 兩兀素的質(zhì)量比為22=7,即該氧化物為 FezQ。9.634 .由FeQ FeO、Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21 ： 8,則這種混合物中FeQ Fe2Q、Fe3O4的物質(zhì)的量之比可能為（）A.1 ： 2 ： 1B, 1 ： 2 ： 3C.1 ： 3 ： 1D. 1 ： 1 ： 3答案 D解析 由鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為 21 ： 8,求得物質(zhì)的量之比為 3 ：

26、4,所以Fe3O4 物質(zhì)的量的多少不影響混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比。Fe3Q可拆為FeO- Fe2O3,故只要FeQ FeQ的物質(zhì)的量之比為 1 ： 1即可。5 .下列離子的檢驗方法合理的是()6 .向某溶液中滴入 KSCN§液呈紅色，說明不含 Fe2+B.向某溶液中通入 C12,然后再加入KSC瞪液變紅色，說明原溶液中含有Fe"C.向某溶液中加入 NaO聆液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入 NaO聆液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液 中只含有Fe,不含有Mc2+答案 C解析 A項，加入KSCN呈紅色，說明含F(xiàn)e3+,但不能說明是否含有 Fe； B項，通Cl2 后再加入KSCN變紅色說明所得的溶液中含F(xiàn)e3+,而原溶液中是否含有 Fe2+無法判斷；C項，加NaOH導紅褐色沉淀說明含有 Fe3+; D項，當溶液中含有 Fe2+和其他能與堿反應生成白 色沉淀的離子時，同樣會出現(xiàn)題述現(xiàn)象，因為Fe(